JPS5820373B2 - 内燃機関の負荷調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の過負荷運転を自動的に防止する
ための負荷調整装置に係り、主たる負荷を優先する条件
のもとで従たる負荷を取捨することにより、内燃機関の
総負荷を調整し、もってこの総負荷が該機関の出力を超
えることのないようにしようとするものである。

ところで、内燃機関の負荷には、本来の使用目的たる主
機駆動仕事としての主たる負荷と、補助的な使用目的た
る補機駆動仕事としての従たる負荷とがあり、例えば舶
用機関でいうと、推進プロペラを駆動する本来の仕事と
、ポンプ等を駆動する補助的な仕事とが、その夫々に該
当する。

然して内燃機関の出力が、主たる負荷に比べて余裕のあ
る場合には、この余裕の範囲内で従たる負荷が加わる限
りに於て、それら両負荷の総計が上記の出力を超えない
ので、該機関に過負荷運転を強いることはないが、その
余裕が無いのに従たる負荷が加わる場合、或は余裕の範
囲を超えて従たる負荷が加わる場合には、それら両負荷
の総計が上記の出力を超えるので、該機関に過負荷運転
を強いることになる。

かかる内燃機関の過負荷運転は、該機関の耐用年数に悪
い影響を与えるだけでなく、徒に燃料消費量を増加させ
て、然も不完全燃焼に基づく熱効率の低下を来たし易い
ので、甚だ好ましくない。

本発明は、上記したような問題点に対処して、内燃機関
の過負荷運転を自動的に防止するため、該機関の出力と
主たる負荷とから、その出力の余裕分を求め、この余裕
分と従たる負荷とを比較して、後者が前者を超える場合
には、その後者を排除スるようにしたものである。

従って本発明によれば、主たる負荷を優先する条件のも
とで従たる負荷の取扱いが選択されることにより、それ
らの総負荷が内燃機関の出力を超えないよう調整され、
主たる負荷に比べて機関出力に余裕がある場合のみ、そ
の余裕の範囲内で、該出力の余裕分が、従たる負荷によ
り消費されることになるのである。

以下これを図面に示す実施例について詳述する。

図に於て１は内燃機関の回転数を検出して電気量Ｔ。

なる信号に変換するための回転数検出器、２はその電気
量Ｔ。

なる信号をもとにして上記内燃機関の出力トルクに相当
した電気量Ｔ１ なる信号を得るための関数演算器であ
る。

然して内燃機関の出力トルクは、該機関への燃料供給量
が可変であるため、回転数の変化に比例して変化するも
のではないが、しかしその回転数と成る相関関係もって
変化するものであることはよく知られている。

そしてこの相関関係は、個々の内燃機関ことに特定され
ているので、予めこれを実測して回転数と出力トルクと
の間の関数を求め、前者から後者を求める関係式をたて
ることが可能である。

そこで上記の関数演算器２には、例えばこのような関係
式にもとづいて、検出された回転数から出力トルクを算
出し得るようにプログラムされた演算レジスタなどが採
用される。

なおこれらの回転数検出器１及び関数演算器２は、内燃
機関の出力をトルクの形でとらえ、且つこれを電気量Ｔ
１なる信号に変換する手段として、採用されるものであ
り、従って他にその電気量Ｔ１なる信号が得られるよう
なものがあるならば、それに代替してもよい。

３は主たる負荷としての主機駆動仕事に要するトルクを
検出して電気量Ｔ２なる信号に変換するための手段とし
て採用されたトルク検出器であって、船舶であるならば
、推進プロペラの駆動に要するトルクが対象とされる。

４は従たる負荷としての補機駆動仕事に要するトルクを
検出して電気量Ｔ３なる信号に変換するための手段とし
て採用されたトルク検出器であって、例えばポンプその
他の一時的に使用される機器を駆動するに必要なトルク
が対象とされる。

然してこれらのトルク検出器３，４には、上記した主機
もしくは補機の回転軸「ねじれ」が負荷トルクの大きさ
に応じて変化することにもとづき、その「ねじれ」を歪
ゲージもしくは光電変換素子で検出して、これに相当し
たトルクの電気量Ｔ２ もしくはＴ３なる信号を出力
し得るようなものが採用される。

５は内燃機関出力の主たる負荷に対する余裕分を電気量
で求める手段として採用された加速演算器であり、前記
した電気量Ｔ、及びＴ２なる両信号をもとにしてＴ１−
Ｔ２−△Ｔなる演算を行なわせ、上記の余裕分が電気量
△Ｔなる信号として得られるようになっている。

６は従たる負荷が内燃機関出力の余裕分の範囲内に有る
か否かを判断する手段として採用された比較演算器であ
って、例えばＴ３〉△Ｔである場合に電気的な過負荷信
号が出力されるようになっている。

７は過負荷信号を増幅するための適当な増幅器であって
、内燃機関の過負荷運転を防止するに必要な手段、例え
ば過負荷警報；器８や従たる負荷を切り離すためのクラ
ッチ９を動作させるに足るだけの電力が、出力されるよ
うになっているものとする。

上記した構成に於て、いま内燃機関が運転され、これの
出力が、主たる負荷としての主機駆動仕事１、例えば推
進プロペラの回転に費されているものとする。

すると内燃機関の出力はまず回転数検出器１で、その時
の回転数に応じた電気量Ｔ。

なる信号に変換して検出された後、次いで関数演算器２
で、出力トルクに相当した電気量Ｔ１なる信号にｉ変換
される。

一方このときの主機駆動仕事に必要なトルクは、トルク
検出器３で電気量Ｔ２なる信号に変換して検出される。

このようにして検出された電気量がＴ１及びＴ２なる両
信号は、加減演算器５に入力され、ここでのＴ１−Ｔ２
＝△Ｔなる演算によって、機関出力の主たる負荷に付す
る余裕分が、電気量△Ｔなる信号として検出されること
になる。

これに対して、従たる負荷としての補機駆動仕事、例え
ばポンプの運転に必要なトルクは、トルク検出器４で電
気量Ｔ３なる信号に変換して検出される。

この信号は、比較演算器６に於て、前記した電気量△Ｔ
なる信号と比較される。

即ち、従たる負荷が機関出力の余裕分の範囲内にあるか
否かの判断が、なされるのである。

その結果、両信号の電気量Ｔ３及び△Ｔが、Ｔ３≦△Ｔ
であるならば、従たる負荷は機関出力の余裕分の範囲内
にあるので、比較演算器からは過負荷信号が出力されず
、従って従たる負荷としての補機駆動仕事は、その余裕
分により行なわれることになる。

然し乍；ら、Ｔ３〉△Ｔであるならば、従たる負荷は機
関出力の余裕分の範囲を超えるので、比較演算器からは
過負荷信号が出力され、これが増幅器７で増幅されて、
過負荷警報器８を動作させると共に、従たる負荷を切り
離すためのクラッチ９も動作させることになり、従って
従たる負荷としての補機駆動仕事は、全く行なわれない
ことになる。

なお、電気量Ｔ３及び△Ｔなる両信号の比較は、従たる
負荷としての補機駆動仕事が行なわれている間も、比較
演算器６に於て行なわれている。

従って、当初は従たる負荷が機関出力の余裕分の範囲内
にあると判断されて、補機駆動仕事が開始された場合に
於ても、その後に機関出力が低下しもしくは主たる負荷
が増加して、該出力の余裕分が少なくなり、その結果、
それまでのＴ３≦△Ｔなる状態が、Ｔ３＞八Ｔなる状態
に変化すれば、この時点で比較演算器６から過負荷信号
が出力されるので、従たる負荷としての補機駆動仕事は
直ちに中止させられ、主たる負荷としての主機駆動仕事
だけが継続されることになる。

以上の如く、本発明によれば、主たる負荷と従たる負荷
との総計が、常に内燃機関の出力を超えないよう自動的
に調整され、然もその調整が、主たる負荷を優先して従
たる負荷の取扱いを取捨選択することにより行なわれる
のである。

従ってこのような本発明によれば、主たる負荷に比べて
機関出力に余裕のある場合のみ、その余裕の範囲内で、
これが従たる負荷により消費されることになるので、従
たる負荷が加わることによる内燃機関の過負荷運転を、
自動的によく防止せしめることができ、それ故に該機関
の過酷な使用を避は得て、これの耐用年数が短縮されな
い効果を期待し得る。

また本発明によれば、いかなる場合にも主たる負荷が優
先されるので、主機駆動仕事が中断されることはなく、
従って航行中は推進プロペラを停止させ得ない船舶の内
燃機関に本発明を採用して、利するとも害することのな
い効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すブロックダイヤグラムである
。 １・・・・・・回転数検出器、２・・・・・−関数演算
器、３゜４・・・・・・トルク検出器、５・・・・・・
加減演算器、６・・・・・・比較演算器、８・・・・・
一過負荷警報器、９・・−・・・従たる負荷切離し用ク
ラッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の出力を検出する手段と、主たる負荷を検
   出する手段と、従たる負荷を検出する手段と、内燃機関
   出力の主たる負荷に対する余裕分を求める手段と、この
   余裕分を上記の従たる負荷と比較して前者よりも後者の
   方が犬なるときのみ過負荷信号を出力させる手段とから
   なり、内燃機関の過負荷運転を防止する手段が、上記の
   過負荷信号にもとづいて動作させられるようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の負荷調整装置。